2022-2023学年北师大版（2019）选择性必修三第3章 基因工程 单元测试卷(word版含答案)

第3章 基因工程  单元测试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共50分)

1、抗菌肽对治疗癌症有一定的作用，下图表示抗菌肽合成过程。相关说法正确的是(   )

A.用PCR克隆目的基因不需要DNA解旋酶

B.基因表达载体包含起始密码和终止密码

C.用显微注射法导入基因表达载体

D.筛选菌种时用基因探针检测相关蛋白质

2、下列有关限制酶和DNA连接酶的叙述正确的是(   )

A.用限制酶酶切获得一个外源基因时得到两个切口，有2个磷酸二酯键被断开

B.限制酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大

C.序列—CATG↓—和—G↓GATCC—被限制酶切出的黏性末端碱基数不同

D.T4DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化平末端和黏性末端的连接

3、维生素在人体内具有非常重要的作用，对视力、骨骼生长、免疫功能都有调节作用。但是，人体不能合成维生素A，需要从食物中摄取。β-胡萝卜素是维生素A的前体，在人体内可以转化为维生素A，科学家将两个参与β-胡萝卜素合成的酶基因psy和crtⅠ转入籼稻中，使水稻的胚乳含有中富含β-胡萝卜素，由此生产出“黄金大米”。以下说法不正确的是(   )

A.培育“黄金大米”过程中，转入籼稻细胞中的目的基因有两个

B.Psy或crtⅠ基因序列中含有构建重组质粒所用限制酶的识别序列

C.“黄金大米”的培育过程要利用植株组织培养技术

D.食用“黄金大米”可以缓解维生素A缺乏症的病情

4、下图表示一项重要的生物技术，对图中物质a、b、c、d的描述，正确的是(   )

A.a的基本骨架是磷酸和核糖交替连接而成的结构

B.要获得相同的黏性末端，可以用不同种b切割a和d

C.c连接双链间的A和T，使黏性末端处碱基互补配对

D.若要获得未知序列d，可到基因库中寻找

5、土壤农杆菌含有一个大型的Ti 质粒，在侵染植物细胞的过程中，其中的T-DNA 片段转入植物的基因组。若想用基因工程手段获取抗旱植株，以下操作不正确的是(   )

A. 若用Ti 质粒作为抗旱基因的载体，目的基因的插入位置应该在T-DNA 片段内

B. 将重组Ti 质粒导入土壤农杆菌中时，可以用钙离子处理细菌

C. 用含有重组Ti 质粒的土壤农杆菌感染植物细胞后，培养再生成有抗旱基因的植物

D. 若能在植物细胞中检测到抗旱基因，则说明该基因工程项目获得成功

6、获得抗除草剂转基因玉米自交系A，技术路线如下图。为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用两种限制酶，选择的原则是 (　)

①Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点

②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点

③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同

④酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同

A.①③          B.①④           C.②③          D.②④

7、如图为蛋白质工程操作的基本思路，下列叙述不正确的是(　)

A.代表蛋白质工程操作思路的过程是④⑤

B.代表中心法则内容的是①②

C.①代表转录，②代表翻译，④代表分子设计，⑤代表 DNA合成

D.蛋白质工程的目的是对基因的结构进行分子设计，通过基因合成或改造实现

8、图1表示限制酶甲和限制酶乙的识别序列和切割位点，图2表示某环状DNA分子(长度为5000bp)先用限制酶甲完全切割，再把得到产物用限制酶乙完全切割后的片段电泳结果。下列说法正确的是(   )

A.限制酶断裂磷酸二酯键后，还需解旋酶断裂氢键才能形成黏性末端

B.在该环状DNA分子中，限制酶甲和限制酶乙的识别序列分别有4个和6个

C.该环状DNA分子被限制酶甲切割后，含有4个游离的磷酸基团

D.限制酶甲和乙切割形成的黏性末端再重组的DNA分子不能再被限制酶甲或乙所识别

9、构建基因表达载体时，可利用碱性磷酸单酯酶催化载体的5'－Р变成5'－OH，如图所示。将经过该酶处理的载体与外源DNA连接时，由于5'－OH与3'－OH不能连接而形成切口(nick)。下列叙述正确的是(    )

A.外源DNA也必需用碱性磷酸单酯酶处理

B.经碱性磷酸单酯酶处理的载体会发生自身环化

C.T4—DNA连接酶与DNA聚合酶均可作用于磷酸二酯键

D.重组DNA经过1次复制可得到不含nick的子代DNA

10、下面是4种限制酶所识别的DNA分子序列和剪切位点

（↓表示剪切点、切出的断面为黏性末端）：

限制酶1：—↓GATC—。限制酶2：—CATG↓—。

限制酶3：—G↓GATCC—。限制酶4：—CCGC↓GG—。

请指出下列哪项表达正确(   )
A.在使用限制酶的同时还需要解旋酶
B.限制酶1和3剪出的黏性末端相同
C.限制酶1、2、4识别的序列都由4个脱氧核苷酸组成

D.限制酶1和2切出的DNA片段可通过T4DNA连接酶拼接

二、填空题(共20分)

11(本题 10 分)真核生物基因中通常有内含子，而原核生物基因中没有，原核生物没有真核生物所具有的切除内含子对应的RNA序列的机制。已知在人体中基因A（有内含子）可以表达出某种特定蛋白（简称蛋白A）。回答下列问题：

（1）某同学从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A，其原因是__________。

（2）若用家蚕作为表达基因A的受体，在噬菌体和昆虫病毒两种载体中，不选用____________作为载体，其原因是________。

（3）若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体。因为与家蚕相比，大肠杆菌具有__________（答出两点即可）等优点。

（4）若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是_____________（填“蛋白A的基因”或“蛋白A的抗体”）。

12、(10分)[生物——选修3:现代生物科技专题]

​双子叶植物甲含有抗旱基因而具有极强的抗旱性,乙抗旱性低。若将该抗旱基因转移至植物乙中,有可能提高后者的抗旱性。利用基因工程技术将甲的抗旱基因转移至乙的体内,可提高植物乙的抗旱性。回答下列问题:

(1)为获取抗旱基因,可以先从植物甲中提取该基因mRNA,然后经________过程获得cDNA。基因工程的核心步骤是____________。

(2)使用PCR技术扩增抗旱基因时,可选择图中A、B、C、D四种单链DNA片段中的________作为引物,此过程还需要________酶,但不需要解旋酶,而是利用________使DNA解旋。

(3)获得了抗旱基因的植物乙种植时一般要与传统作物间隔足够远的距离,以免________________________。

(4)人们担心这种行为会打开“潘多拉魔盒”,驱使一些科研者开展人类基因编辑研究,出现“基因完美的定制人”。在这些研究中,外源基因能与受体细胞DNA成功重组的原因是________________________,这种重组DNA技术若用于对人类基因进行编辑,由于________是随机的,因此有非常大的风险,甚至导致生命活动必需的基因遭到破坏。

三、读图填空题(共10分)

13(本题 10 分)马铃薯因为自交不亲和，所以只能进行无性繁殖。我国科学家黄三文团队通过基因编辑技术培育出二倍体自交系和杂交优势显著的杂交马铃薯品系“优薯1号”。如图是科学家用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除二倍体马铃薯的自交不亲和基因的示意图。回答下列问题：

（1）普通（非转基因）马铃薯不能自交的根本原因是____________，无性繁殖的最大优点是____________。

（2）Cas9蛋白和向导RNA结合形成的复合物能切割DNA，从功能上来看，其相当于基因工程中的______酶，该复合物中不具有特异性的是______，具有特异性的是______。将目标DNA上的某个基因剪切掉后：还需要将断裂的DNA连接起来，该过程需要使用______（填“E.coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”）

（3）检测培育能自交的马铃薯品种是否成功的方法有多种，其中个体水平的检测方法是____________________________________。

四、实验题(共10分)

14、(10分)[选修3：现代生物科技专题]

大刍草是玉米的原始祖先，具有较强的抗病抗逆等特性，可为玉米育种提供原始的遗传材料。研究发现，大刍草基因组中有一个D基因仅在体细胞（2n）和精子中正常表达，在卵细胞中不转录。为研究D基因表达对卵细胞的影响，某小组设计了以下实验。据图回答下列问题：

（1）大刍草D基因与Luc基因融合前需要利用_____切割。融合后的少量D-Luc基因可以利用_____获取大量的D-Luc融合基因。

（2）要构建大刍草的DNA文库，应从大刍草_____（填“卵细胞”“精子”“体细胞”或“体细胞或精子”）中提取总RNA，原因是_____。

（3）在过程①前，一般需要用_____处理农杆菌细胞，使其具备_____的生理状态。过程②转化筛选。

（4）从转入D-Luc融合基因植株未成熟种子中分离出胚，观察到细胞内仅含一个染色体组，判定该胚是由未受精的卵细胞发育形成的，而一般情况下，大刍草卵细胞在未受精时不进行发育，由此表明_____。

五、探究题(共10分)

15、(10分)植物修复是一项新兴的生物学技术，它是利用植物净化已污染的生态环境。中美科学家相互合作经过 3 年努力，培育出了世界上首例具有明显“食汞”效果的转基因烟草，这在人类治理汞污染的道路上迈出了重要的一步。科学家先从微生物中分离出一种可将无机汞转化为气态汞的基因，经改造后再将该基因转入烟草，这种烟草可大量吞食土壤和水中的汞，在一定程度上净化汞污染。依据相关叙述，回答下列问题：

(1)培育“食汞”烟草过程中采用的目的基因为_________________________，可用微生物基因改造烟草的性状依据的原理是____________________________ 。

(2)将目的基因导人烟草常采用______________法，自然条件下，这种方法常用于____________________________，目的基因需插人到 _________________上，使目的基因可转移到受体细胞，并整合到受体细跑的染色体 DNA 上。

(3)转基因烟草培育过程中受体细胞________(填“可以”或“不可以”)用烟草的体细胞，要获得转基因植株，必领用到________________技术，此项技术的理论基础是_________________________________。

参考答案

1、答案：A

解析：利用PCR技术扩增目的基因片段时，不需要解旋酶，而是采用高温的方法使DNA解旋，故A正确；基因表达载体包括启动子和终止子，但不包括起始密码和终止密码，故B错误；目的基因导入微生物细胞中不使用显微注射法，故C错误；筛选菌种时，用基因探针检测目的基因或转录出的mRNA，故D错误。

2、答案：B

解析：A、用限制酶剪切获得一个目的基因时得到两个切口，有4个磷酸二酯键被水解，A错误；B、限制性核酸内切酶识别序列越短，则该序列在DNA中出现的概率就越大，B正确；C、-CATG↓-和-G↓GATCC-序列被限制酶切出的黏性末端碱基数相同，都是4个，C错误；D、T4DNA连接酶和E.coli DNA连接酶都能催化黏性末端的连接，只有T4DNA连接酶还可以连接平末端，D错误。故选B。

3、答案：B

解析：A、培育“黄金大米“过程中,转入籼稻细胞中的目的基因包括两个参与邹β-胡萝卜素合成的酶基因psy和crtⅠ, A正确;B、Psy和crtⅠ基因为目的基因，其基因序列中若含有用到的限制酶的识别序列，则基因结构会被破坏，因此这两个基因内均不能含有限制酶的识别位点，B错误;C、“黄金大米"的培育过程要利用植株组织培养技术将含有目的基因的籼稻细胞培育成完整植株，最终获得胚乳中富含β-胡萝卜素的大米，C正确;

D、“黄金大米的胚乳含有中富含-胡萝卜素, β-胡萝卜素可以缓解维生素A缺乏症的病情，D正确。故选B。

4、答案：B

5、答案：D

解析：A、土壤农杆菌含有一个大型的Ti质粒，在侵染植物细胞的过程中，其中的T-DNA片段转入植物的基因组，所以若用Ti质粒作为抗旱基因的载体时，目的基因的插入位置应该在T-DNA片段内，且要保证复制起始点和用于转移T-DNA的基因片段不被破坏，A正确；
B、将目的基因导入细菌时，需要用Ca2+处理细菌，使其成为易于吸收周围环境中DNA分子的感受态，B正确；
C、用含有重组Ti质粒的土壤农杆菌去感染植物细胞，使其具有抗旱基因，然后再通过植物组织培养技术将受体细胞培养成具有抗旱基因的植物，C正确；
D、能够在植物细胞中检测到抗旱目的基因，只能说明目的基因导入成功，不能说明该基因成功表达，即不能说明该基因工程项目获得成功，D错误。
故选D。

6、答案：A

解析：

7、答案：D

解析：A、代表蛋白质工程操作思路的过程是④⑤，A正确；
B、代表中心法则内容的是①②，B正确；
C、①代表转录，②代表翻译，④代表分子设计，⑤代表 DNA合成，C正确；
D、蛋白质工程的目的是对蛋白质的结构进行分子设计，通过基因合成或修饰实现，D错误．
故选：D．

8、答案：D

解析：

9、答案：C

解析：

10、答案：B

解析：使用限制性核酸内切酶是为了切割目的基因和载体，不需要解旋酶解开DNA双螺旋，A错误；限制性核酸内切酶1和3切出的黏性末端相同，都是GATC—，B正确；限制性核酸内切酶1、2识别的序列都由4个脱氧核苷酸组成，限制酶3、4识别的序列都由6个脱氧核苷酸组成，C错误；限制性核酸内切酶1和2切割形成的DNA片段的黏性末端不同，前者是GATC—，后者是—CATG，不能通过T4DNA连接酶拼接，D错误。

11、

（1）答案：基因A有内含子，在大肠杆菌中，其初始转录产物中与内含子对应的RNA序列不能被切除，无法表达出蛋白A

解析：真核生物的基因编码区是不连续的，含有内含子和外显子，内含子和外显子都会转录产生相应的RNA，但内含子转录来的RNA被切除，之后以切除后的RNA为模板，翻译产生相应的蛋白质。原核生物的基因编码区是连续的，不含有内含子和外显子，编码区直接转录产生相应的RNA，之后翻译产生相应的蛋白质，因此从人的基因组文库中获得了基因A，以大肠杆菌作为受体细胞却未得到蛋白A。

（2）答案：噬菌体；噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕

解析：噬菌体是细菌病毒，噬菌体的宿主是细菌，而不是家蚕，专门寄生在细菌体内，家蚕是动物，因此选用昆虫病毒作为表达基因A的载体，不选用噬菌体作为载体。

（3）答案：繁殖快、容易培养

解析：若要高效地获得蛋白A，可选用大肠杆菌作为受体，因为大肠杆菌繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少。

（4）答案：蛋白A的抗体

解析：若要检测基因A是否翻译出蛋白A，可用的检测物质是蛋白A的抗体，检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。

12、答案：（1）逆（反）转录

（2）B、CTaq（或“热稳定的DNA聚合酶”）；高温

（3）抗旱基因随花粉传播，与传统植物发生杂交，造成基因污染。

（4）两者都具有相同的结构和化学组成；外源基因插入宿主基因组的部位

解析：(1)cDNA文库是通过mRNA经过逆转录过程获得的，故为获取抗旱基因，可以先从植物甲中提取该基因mRNA，然后经逆转录过程获得cDNA。基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤。

(2)PCR技术即是体外合成DNA的技术，在扩增抗旱基因时，图示显示在高温条件下发生变性过程，抗旱基因的两条链解开，然后进入中温复性过程，即引物与两条单链之间形成氢键，通常要两种引物分别与两条单链完成碱基互补配对，由于DNA分子是反向平行的，DNA复制的方向是由5’向3’端延伸，游离的脱氧核苷酸依次连在了3’端的位置，故图中的B、C为该扩增过程的两个引物，此过程需要的DNA聚合酶需要耐高温，因为该过程中的解旋过程用的是高温解旋，而Taq聚合酶是符合耐高温条件的。

（3）外源基因能与受体细胞DNA成功重组的原因是两者都具有共同的结构和化学组成。这些基因拼接成功后能正常表达的理论基础是所有的生物都共用一套遗传密码子表，都遵循中心法则。

由于外源基因插入宿主基因组的部位是随机的，可能导致生命活动必须的正常基因遭到破坏，因此开展对人类的基因编辑计划风险非常大。

(4)转基因植物的花粉与近缘物种进行杂交，从而使得近缘物种有了转基因物种的性状，造成不必要的麻烦。故在大田里栽培转基因植物时，要求转基因植物与传统作物之间应该间隔足够远的距离，以免目的基因随花粉传播，与传统植物发生杂交，造成基因污染。

13、

（1）答案：存在自交不亲和基因；保持优良品种的遗传特性

解析：普通(非转基因)马铃薯不能自交，科学家通过CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除二倍体马铃薯的自交不亲和基因后可解决自交不亲和现象，说明其不能自交的根本原因是存在自交不亲和基因。无性繁殖的最大优点是可以保持优良品种的遗传特性。

（2）答案：限制性内切酶；Cas9蛋白；向导RNA；T4DNA连接酶

解析：切割DNA，断裂的是磷酸二酯键，因而Cas9和向导RNA结合形成的复合物具有类似限制性内切酶的作用。由图可知，该复合物中向导RNA可引导Cas9蛋白到一个特定的基因位点进行切割，说明向导RNA具有特异性,而Cas9蛋白需要向导RNA引导，无

特异性。DNA连接酶包括E.coliDNA连接酶、T4DNA连接酶，二者都能连接黏性末端，此外T4DNA连接酶还可以连接平末端，但连接平末端时的效率比较低，由图可知，经切割后产生的为平末端，所以用T4DNA连接酶进行连接。

（3）答案：让马铃薯自交，观察是否能产生子代，以判断培育是否成

解析：普通马铃薯不能自交，敲除自交不亲和基因后得马铃薯可正常自交，故在个体上可通过让马铃薯自交,观察是否能产生子代,以判断培育是否成功。

14、答案：（1）同一种限制酶;PCR技术

（2）体细胞;大刍草体细胞中有大刍草全部的DNA且D基因在体细胞中正常表达，而精子中一半的核DNA，卵细胞中D基因不能正常表达（不转录）

（3）Ca2+;吸收周围环境中DNA分子

（4）D-Luc融合基因能在卵细胞中表达且使卵细胞不经受精而直接发育成胚

解析：（1）大刍草D基因与Luc基因是两个DNA片段，需要有互补的黏性末端才能相连，所以融合前需要用同一种限制酶切制。PCR技术可以对目的基因（融合后的少量D-Luc基因）进行体外的大量扩增，其原理是DNA增殖。

（2）大刍草体细胞中有大刍草全部的DNA且D基因在体细胞中正常表达，而精子中一半的核DNA，卵细胞中D基因不能正常表达（不转录），所以应从大刍草的体细胞中提取总RNA来构建大刍草的DNA文库。

（3）过程①表示将含目的基因的重组Ti质粒转入农杆菌细胞，所以要用Ca2+处理农杆菌细胞，使其处于感受态，更容易吸收周围的DNA分子。

（4）一般情况下，大刍草卵细胞在未受精时不进行发育，但是转入D-Luc融合基因植株未成熟种子中分离出未受精的卵细胞发育形成的胚，对比可知，是转入的D-Luc融合基因使其发生了变化，推测是D-Luc融合基因能在卵细胞中表达且使卵细胞不经受精而直接发育成胚。

15、答案：(1)微生物中可将无机汞转化为气态汞的基因      不同生物遗传物质的结构基本相同，且共用一套密码子

(2)农杆菌转化    双子叶植物和裸子植物   Ti质粒的T-DNA

(3)可以       植物组织培养     植物细胞的全能性

解析：